铝塑复合用聚氨酯胶粘剂的制备及性能研究

以聚酯、聚醚混合多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料,制备了一种低粘度无溶剂型聚氨酯覆膜胶粘剂。研究了聚酯、聚醚混合多元醇的配比对胶粘剂合成时间、粘度、抗水性能和粘结强度的影响;同时,探讨了催化剂的添加对胶粘剂综合性能的影响。结果表明:由混合聚酯、聚醚多元醇合成的聚氨酯胶粘剂粘度低、易涂覆且耐水性得以改善,但比例必须适宜,以2种多元醇所含羟基物质的量比为0.3:0.7为佳;催化剂的加入虽能显著提高固化速度,但降低了胶粘剂的剥离强度,不利于胶粘剂综合性能的改善,故应酌情适量添加。     

蓖麻油-丙烯酸酯改性的双组分水性聚氨酯胶粘剂研究

以聚醚多元醇(N220)、甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、蓖麻油(C.O)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料,合成了蓖麻油改性的水性聚氨酯(WPUCA)复合乳液.向该复合乳液中加入固化荆,得到复合软包装用双组分改性水性聚氨酯胶粘剂.研究了蓖麻油的添加量以及丙烯酸酯和聚氨酯比例对改性后乳液及胶膜各项性能的影响,同时研究了多异氰酸酯固化剂用量及固化时间时胶粘剂粘结性的影响.实验结果表明,蓖麻油的添加量为3.0%(质量分数),PA、PU质量比为1:2,固化荆含量为6%(质量分数),固化时间为4h,胶粘剂的性能达到较佳.     

耐蒸煮软包装用聚氨酯胶粘剂的研究

目的以聚酯二元醇(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、植物油多元醇蓖麻油和硅烷偶联剂为原料,制备一种耐蒸煮的无溶剂聚氨酯胶粘剂。方法采用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)等手段对胶粘剂的结构和性能进行了分析表征,同时考察了不同有机硅烷偶联剂的添加量对胶粘剂固化时间、粘结强度、固化膜吸水率等的影响。结果适量添加硅烷偶联剂可以有效提高胶粘剂的粘结强度、热稳定性和耐蒸煮性,但是硅烷偶联剂添加量过多会导致胶粘剂分层,固化困难。结论硅烷偶联剂添加量在1%~2%为最佳。     

有机硅改性聚氨酯胶粘剂的研究

目的合成一种抗水性良好的无溶剂聚氨酯胶粘剂。方法采用聚酯多元醇(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、蓖麻油和羟基硅油为原料,合成出一系列有机硅改性聚氨酯胶粘剂,并用红外光谱分析仪、热重分析仪对反应产物进行分析。同时考察不同羟基硅油的添加量对胶粘剂固化时间、固化膜吸水性、粘结性能等的影响。结果适量添加羟基硅油可以有效提高胶粘剂的粘接强度、耐热性和耐水性,但是羟基硅油添加量过多会延长预聚体的合成时间。结论羟基硅油添加的质量分数为3%～4%时最佳。     

聚氨酯柔性电子封装胶的研制

以聚醚多元醇、聚丙二醇(PPG)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,通过添加催化剂二月桂酸二丁基锡和扩链剂1,4-丁二醇制备了固化快、强度适中、延展性良好的聚氨酯电子封装胶。利用傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪分析了聚氨酯电子封装胶的结构和热稳定性能,考察了TDI与PPG摩尔比、聚醚多元醇与聚氨酯预聚体质量比、催化剂、扩链剂及其用量对聚氨酯电子封装胶力学性能及固化速率的影响。结果表明:在PPG相对分子质量为1000、n(TDI)∶n(PPG)=2∶1、m(聚醚多元醇)∶m(聚氨酯预聚体)=0.6、扩链剂1,4-丁二醇用量为3%时,聚氨酯电子封装胶的拉伸强度达到5.8MPa,断裂伸长率大于900%;催化剂二月桂酸二丁基锡用量为0.3%,固化时间小于40min时,聚氨酯电子封装胶耐热性能良好。     

合成条件对单组分水性聚氨酯胶粘剂性能的影响

研究了合成条件对单组分水性聚氨酯胶粘剂性能的影响,并对聚氨酯乳液做了红外分析.结果表明,内加交联剂A和B与水性聚氨酯乳液发生了交联反应,从而提高了水性聚氨酯胶粘剂的粘接强度,两者混合使用效果较佳.聚酯聚醚多元醇复配能提高水性聚氨酯的综合性能,当羧基含量为1.2%(质量分数)、NCO/OH比值(摩尔比)为1.3时,水性聚氨酯胶粘剂粘接性能较好.适量加入小分子扩链剂双酚A或丁二醇,可提高水性聚氨酯胶粘剂的硬度和粘接强度,降低其吸水率.     

高透明复合薄膜用聚氨酯胶粘剂的制备

以混合低分子二元酸、多元醇为原料,采用一步聚合法制备了高透明复合薄膜用双组分聚氨酯胶粘剂的主剂,研究了对苯二甲酸(PTA)、低分子多元醇A、低分子多元醇B、醇酸比和催化剂对胶粘剂性能的影响.结果表明:当醇酸比为1.15, PTA的用量为所用低分子二元酸物质的量的37.5%,低分子多元醇A的用量为所用低分子多元醇物质的量的1.5%,低分子多元醇B的用量为所用低分子多元醇物质的量的15%时,可以制得满足复合薄膜工艺要求的高透明聚氨酯胶粘剂主剂.     

反应型阻燃双组分聚氨酯胶粘剂的制备及性能

以聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯为主要原料,引入反应型阻燃剂二溴新戊二醇,采用半预聚物法制备了阻燃双组分聚氨酯胶粘剂。研究了不同聚醚多元醇对胶粘剂适用期、阻燃性能、力学性能和热性能的影响。结果表明,以聚丙二醇1000(PPG1000)、聚丙二醇2000(PPG2000)和聚四氢呋喃二醇1000(PTMG1000)为原料制备的胶粘剂的氧指数分别为28.4、28.6和29.7。以PPG1000为原料制备的胶粘剂具有更大的拉伸强度,而以PTMG1000为原料制备的胶粘剂具有更长的适用期、更好的热稳定性和更低的玻璃化转变温度。     

MDI-50型聚氨酯弹性体材料合成及性能研究

利用MDI-50、聚醚多元醇和3,3′-二氯-4,4′-二氨基-二苯基甲烷(MOCA)扩链剂制备了MDI-50型聚氨酯弹性体,研究了游离异氰酸酯基质量含量、聚醚多元醇相对分子质量对MDI-50聚氨酯弹性体力学性能的影响,采用示差扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)、红外光谱(FTIR)及力学性能等测试方法对MDI-50型聚氨酯弹性体的结构及性能进行了表征和分析,并与TDI-80型聚氨酯弹性体相比较。结果表明:MDI-50型聚氨酯弹性体的综合性能明显优于TDI-80型。MDI-50型弹性体的硬度、撕裂强度和抗拉强度都随预聚体游离-NCO质量含量的提高而增大,随聚醚多元醇软链段相对分子质量增大而减小,而断裂伸长率相反。     

聚氨酯胶粘剂固化反应对其流变性能的影响

利用HAAKE旋转流变仪研究了双组分聚氨酯胶粘剂的流变性质及固化过程中不同结构聚氨酯胶粘剂的凝胶时间与固化活化能,并通过差示扫描量热法(DSC)研究了样品的固化过程,分析了固化过程对胶粘剂流变性质的影响。通过Arrhenius公式推导得到聚氨酯胶粘剂的交联活化能。结果表明,预聚物的游离二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)含量越高、或分子量越高,聚合物的流体强度越强,固化反应速度越快,凝胶时间越短;提高固化温度可以促进交联反应的进行,缩短凝胶时间。     

硅烷改性聚氨酯的合成

以氨基硅烷偶联剂为基础,对以异氰酸酯基为端基的聚氨酯预聚体进行再封端,合成了一系列不同硅烷封端率的单组分湿固化聚氨酯。测试结果表明:硅烷偶联剂成功接枝在聚氨酯预聚体上,产物的表干时间、粘接强度、耐湿热都得到很大改善,力学强度在一定封端率下保持较好,在聚氨酯密封胶、弹性体等领域有很好的应用前景。     

利用生物柴油副产粗甘油制备胶粘剂

本文利用生物柴油副产甘油与丁二酸酐进行反应制备胶粘剂,考察了甘油与丁二酸酐配比、固化温度、固化时间对胶粘剂拉伸剪切强度和耐水性的影响,并利用红外(FT-IR)、扫描电镜(SEM)对胶粘剂进行了表征。结果表明:甘油与丁二酸酐反应生成了酯,在甘油/丁二酸酐的摩尔比为1∶1.7、固化温度为180℃、固化时间为2h的条件下,胶粘剂的拉伸剪切强度可达到13.1MPa,在水中浸泡24h后拉伸剪切强度仍达到11.7MPa。     

固化剂混掺对高温下CFRP板-钢板界面黏结性能的影响

针对单一固化剂难以兼顾耐热性和韧性的不足,研究了耐热性能较好的缩胺105和韧性较好的聚醚胺D230两种固化剂混掺对纳米SiO₂环氧胶黏剂玻璃转变温度及高温下基本力学性能的影响。按一定固化条件制作了30个胶黏剂拉伸试件、21个碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)板-钢板双搭接试件,进行了高温及常温下的准静态拉伸试验、拉伸剪切试验,测试了相应胶黏剂的动态热机械性能,并与常用商品胶的耐热性能与力学性能进行比较,得到以下结论:随混掺固化剂中聚醚胺D230比重的增加,胶黏剂高温下的拉伸强度及弹性模量逐渐降低,断裂伸长率及应变能先增加后减小,缩胺105与聚醚胺D230两种固化剂混掺的推荐比例为1∶2。随固化温度的升高,具有固化剂混掺较佳比例的胶黏剂的玻璃转变温度有所提升,综合技术与经济因素,推荐(较佳)固化条件为90℃、2 h。推荐比例与推荐固化条件的纳米SiO₂环氧胶黏剂在环境温度20~70℃之间的拉伸强度及韧性均大大优于常用商品胶黏剂。基于推荐比例与推荐固化工艺的纳米SiO₂胶黏剂粘结的CFRP板-钢板搭接接头,在70℃服役温度下的荷载-位移曲线存在屈服段,承载能力(较采用单一缩胺105和单一聚醚胺D230固化剂的搭接试件分别提升了104.03%、64.43%)和延性(为采用单一缩胺105固化剂的搭接试件的2.5倍以上)均大幅提升。高温和常温下的黏结-滑移本构均为三线性四边形。胶黏剂在满足耐热性的同时,需尽可能提升其韧性,才能有效提升CFRP-钢搭接界面的力学性能。相比于常用商品胶黏剂,研制的推荐胶黏剂粘结的CFRP板-钢板搭接接头具有优越得多的承载能力和界面断裂能。      

淀粉/酚醛预聚物共缩聚胶黏剂的制备

以玉米淀粉为原料,采用次氯酸钠进行氧化改性,并以聚乙烯醇为接枝剂进行接枝改性,再与酚醛预聚物进行共缩聚反应,制得淀粉/酚醛预聚物(S/PFO)共缩聚胶黏剂。讨论了淀粉/酚醛预聚物比例、共缩聚温度和共缩聚时间对S/PFO共缩聚胶黏剂固体含量、黏度、固化时间、干状胶合强度和湿状胶合强度的影响。结果表明,淀粉/酚醛预聚物比例为15/120,共缩聚温度为90℃,共缩聚时间为2.0 h时,所制得的S/PFO共缩聚胶黏剂综合性能最佳。采用同步热分析和扫描电子显微镜对S/PFO共缩聚胶黏剂的固化性能和胶合界面进行了表征。相比于酚醛树脂胶黏剂,S/PFO共缩聚胶黏剂固化温度和固化焓值均降低,能够有效降低生产能耗。S/PFO共缩聚胶黏剂能将木材表面的孔隙均匀填满,形成一层薄薄的且连续的胶膜,有利于提高其胶接强度和耐水性能。     

双组分复合薄膜用水性聚氨酯胶粘剂的研究

研究了双组分复合薄膜用水性聚氨酯胶粘剂中水性多异氰酸酯固化剂对复合薄膜T剥离强度、胶膜的吸水率、接触角的影响.结果表明:随着固化剂用量的增大,复合薄膜T剥离强度呈现出先增大后减小的变化趋势,熟化时间和熟化温度也影响复合薄膜的T剥离强度;此外,胶膜的吸水率随着固化剂用量增加呈上升趋势,而接触角呈下降趋势.     

不同长度脂肪链含萘环结构环氧树脂对NC-3000型环氧树脂的改性研究

为了研究不同脂肪链长度的环氧树脂对联苯苯酚环氧树脂/苯酚-亚联苯基固化剂(NC-3000/GPH-65)环氧体系的影响,合成了两种含萘环结构的具有不同长度脂肪链的环氧树脂R1和R2,通过核磁共振氢谱(1 HNMR)和元素分析(EA)对其结构进行了表征。将R1和R2以1%、3%、5%、7%(质量分数)的添加量分别加入NC-3000/GPH-65固化体系中制备固化物。通过示差扫描量热(DSC)和凝胶化时间测试研究R1和R2对NC-3000/GPH-65固化体系固化行为的影响,对改性固化物进行了热重分析(TGA)、弯曲强度测试、拉伸强度测试、吸水性和玻璃化转变温度(Tg)测试。结果表明,具有长链结构的R1对固化反应有延缓作用,而R2对固化反应有促进作用。随着R1和R2添加量的增加,改性固化物的力学性能、耐水性、Tg和耐热性都得到了一定程度的提高,通过SEM对固化物断面进行分析发现,固化物的断裂形式由脆性断裂变成韧性断裂。与短链结构的R2相比,长链结构的R1能够使固化物的力学性能、Tg和吸水率得到更大程度的提升,而其耐热性有一定程度的降低。     

SY-H2中温固化糊状胶粘剂性能研究

SY-H2为中温固化的单组分糊状胶粘剂，对该胶粘剂的剪切强度、剥离强度、耐水性能、耐老化、耐低温、疲劳和蠕变等综合性能做了详细介绍。     

不同养护条件下聚合物对水泥砂浆与瓷砖粘结强度的影响

分析了聚醋酸乙烯酯与乙烯共聚物掺入水泥砂浆中的减水作用。比较了聚醋酸乙烯酯与乙烯共聚物乳液和乳胶粉对水泥砂浆与瓷砖的粘结强度；研究了聚醋酸乙烯酯与乙烯共聚物改性水泥砂浆与瓷砖粘结在不同养护条件下的粘结抗拉强度。试验结果表明，在乳液和乳胶粉掺量达8%和4%时，其减水效果分别提高36.12%和21.55%。聚合物存在形态、掺量以及养护条件对水泥砂浆与瓷砖的粘结抗拉强度有显著的影响。聚合物乳液和乳胶粉的掺入能改善砂浆与瓷砖粘结标养、高温养护和冻融循环养护时的粘结抗拉强度。比较掺乳液和乳胶粉的实验结果得知，前者除提高标养和高温养护时的粘结抗拉强度值外，还能大大改善砂浆与瓷砖粘结的耐水性。